1. Sergio Andrs Lesmes Oscar Javier Castro Juan Carlos Gutirrez Fenmenos de Transporte II Cristalizacin

2. Definicin La cristalizacin es la formacin de partculas slidas de tamao y forma definida a partir de una disolucin homognea del mismo soluto. Etapas de la Cristalizacin Primera Etapa: Nucleacin (Formacin del Cristal). Segunda Etapa: Crecimiento del Cristal. Potencial Impulsor: La Sobresaturacin OPERACIN UNITRIA: es cada una de las acciones necesarias de transporte, adecuacin y/o transformacin de las materias implicadas en un proceso qumico. CLASIFICACIN: Operaciones de transferencia de materia Operaciones de transmisin de energa Operaciones de transmisin simultanea de materia y energa. Operaciones de transporte de cantidad de movimiento. 3. Solubilidad de equilibrio en la cristalizacin Las curvas de saturacin y sobresaturacin dividen el campo de concentracin-temperatura en tres zonas: La Regin Insaturada. La Regin Metaestable. La Regin sobresaturada o lbil . Bajo ciertas condiciones, la curva de saturacin representa la mxima saturacin que el sistema puede tolerar, punto en el cual la nucleacin ocurre espontneamente. 4. Formacin de Proceso de Cristales 5. Factores a Considerar II. Pureza: No deben introducirse impurezas que afecten la apariencia y propiedades del cristal. I. Sobresaturacin: Se alcanza de acuerdo al soluto presente y es el objetivo de la cristalizacin. III. Equilibrio y Rendimientos: Resulta preciso conocer el comportamiento y caractersticas propias del soluto, con el fin de tener una idea apropiada de los rendimientos a alcanzar.. 6. Rendimiento y Balances de Materia Evaporador Sobresaturado (tacho) Cristalizador Rendimiento Donde: MO, Solucin de entrada MA, Solucin de salida MC, Residuo XO, Concentracin inicial L, Licor madre XL, Concentracin de Licor XA, Concentracin de Salida XCC, Concentracin residual Balance Total de Masa: Luego el balance del compuesto que cristaliza (Soluto): Donde: C, Masa de cristales producidos C*XC, masa del soluto que se cristaliz El rendimiento se define con relacin entre la masa de cristales producidos; respecto a todo el soluto alimentado al cristalizador. 7. IV. Velocidad de Crecimiento de los cristales: El crecimiento de los cristales puede ser representado en dos pasos: 1.Difusin del soluto a la interfaces cristal-suspensin. 2.Reaccin en la superficie para absorber el soluto dentro de las lentejas del cristal. Para reaccin de Primer Orden en la superficie: Donde: M, Masa total de los cristales en suspensin , grosor de la pelcula efectiva Cuando 0 la velocidad de crecimiento por reaccin y cuando Kj controlada por la difusin. Donde: Kv y Ka, son factores de forma geomtrica L, dimensin caracterstica del cristal Luego podemos expresar la rapidez de crecimiento como: Donde: S, Es la sobresaturacin Para algunos sistemas reales se han tenido algunas desviaciones, modelndose mejor mediante la Ley de potencias: Podemos expresar M y A en trminos de su tamao: Con: 0 a 1. 8. Modelos de Cristalizadores 9. Tanques Cristalizadores de Agitado Continuo Velocidad de nucleacin: 10. Velocidad de Cristalizacin Ha sido observado que la velocidad de cristalizacin se ajusta a la siguiente ecuacin: Los valores de m se encuentran en el rango de 2 a 9 Los valores del exponente n se sitan en el rango de 1.5 La velocidad de crecimiento de una cara del cristal est dado por: Donde: L es la dimensin caracterstica del cristal. G la velocidad de crecimiento en el tiempo interno t. Se acostumbra a medir G en milmetros por hora. 11. Cristalizadores 12. Cristalizadores de suspensin mezclada y de retiro de productos combinados. Cristalizador de enfriamiento superficial. Cristalizador de evaporacin de circulacin forzada. Una forma de clasificar los aparatos de cristalizacin se basa en el mtodo utilizado para crear la sobresaturacin: 1) Sobre saturacin producida por enfriamiento sin evaporacin apreciable, por ejemplo, cristalizadores de tanque. 2) Sobresaturacin producida por evaporacin, con enfriamiento apreciable, por ejemplo, evaporadores de cristalizacin, cristalizadores- evaporadores. 3) Evaporacin combinada con enfriamiento adiabtico: cristalizadores al vaco. 13. Cristalizador evaporador de desviador y tubo de extraccin (DTB). Cristalizador de tubo de extraccin (DT). 14. Aplicaciones Industriales Obtencin y Purificacin de Sales Minerales. Cristalizacin de la Sacarosa. Cristalizacin de la mantequilla de la leche. Bioseparadores: Forma cristalina de antibiticos, cidos organicos, esteroles, y separacin de sales inorgnicas, azucares 15. Bibliografa 1. Perry Robert H. Manual del Ingeniero Qumico. Tomo II. Ed. McGrawHill. Sexta Edicin. Mxico 2000. 2. McCabe,Smith. Operaciones Basicas de Ingenieria Quimica. Editorial Reverte. Mxico 1968. 3. Foust, Wenzel, Clump. Principios de Operaciones Unitarias. Editorial CECSA. Cuarta Edicin. Mxico 1970. 4. Ian Houson. Process Understanding. Editorial Wiley-VCH. Reino Unido 2011. 5. A. Marcilla Gomis. Introduccin a las operaciones de separacin. Edita Publicaciones Universidad de Alicante. Espaa 1998.